Spitzenforschung in Ostdeutschland Herr der Knochen

Was Wolfsburg oder Stuttgart für den Autobau sind, ist Jena für die Wissenschaft. In der Stadt in Thüringen sind ein halbes Dutzend renommierte Institute heimisch - auch das von Genforscher Johannes Krause.
Archäogenetiker Krause: "Wir sind alle Migranten"

Archäogenetiker Krause: "Wir sind alle Migranten"

Foto: Anna Schroll

Im Büro von Johannes Krause liegen Unterschenkelknochen, Zähne und Schädelteile. Gerade ist eine neue Lieferung eingetroffen: Archäologen aus Kroatien haben ihm Überreste eines Mädchens in sein Büro geschickt, sorgsam verpackt in luftdichten Plastiktüten, einen ganzen Pappkarton voll. Johannes Krause ist Archäogenetiker und arbeitet mit Toten - jenen, die schon vor langer Zeit starben. Wie das Mädchen vor ihm, das vor mehr als 4000 Jahren nicht weit entfernt vom Adriatischen Meer ums Leben kam.

Krause ist in Leinefelde in Thüringen geboren und forscht heute am Max-Planck-Institut für Menschheitsgeschichte in Jena. Das Labor des 39-Jährigen hat sich auf die Analyse alter DNA spezialisiert und schafft damit eine Kombination der Disziplinen Archäologie und Genetik. Es gehört weltweit zu einer Handvoll Einrichtungen, die regelmäßig für spektakuläre Forschungsergebnisse zur Menschheitsgeschichte sorgen.

Jena galt schon zu DDR-Zeiten als Stätte der Denker und Erfinder. Damals wie heute prägte mit dem Optik-Unternehmen Carl Zeiss ein wissenschaftsaffiner Betrieb den Ort. Der Fußballklub der Stadt, immerhin dreimaliger DDR-Meister, heißt noch heute Carl Zeiss Jena. Dank neuer Förderprogramme von Bund und Land boomt die Forschung in der Stadt. Der Wissenschaftsstandort erlebe im Augenblick eine "Sternstunde", schrieb die Ostthüringer Zeitung kürzlich. Drei Max-Planck- , drei Leibniz-, ein Fraunhofer- und ein Helmholtz-Institut sind hier angesiedelt. Tausende Studenten der Friedrich-Schiller-Universität gehören zum Stadtbild, etwa 4500 Wissenschaftler arbeiten in Jena.

Die Max-Planck-Gesellschaft

Sie ist eine der renommiertesten Forschungsorganisationen der Welt. Viele junge Wissenschaftler bewerben sich um eine Stelle an einem der mehr als 80 Institute und Forschungseinrichtungen, gelten sie doch als Sprungbrett für die Karriere. Die Einrichtungen entstehen um weltweit führende Spitzenforscher herum, die ihre Themen selbst bestimmen, beste Arbeitsbedingungen erhalten und Mitarbeiter frei auswählen können, wie es auf der Website der Max-Planck-Gesellschaft heißt. Finanziert wird die Max-Planck-Gesellschaft je zur Hälfte von Bund und Ländern. Im Jahr 2017 lag die Grundfinanzierung bei etwa 1,8 Milliarden Euro. Hinzu kommen Drittmittel von öffentlichen und privaten Geldgebern sowie der Europäischen Union.

Krause ist unter all diesen Forschern ein kleiner Star. Schon im Alter von 34 Jahren war er Direktor eines Max-Planck-Instituts - bis dahin bundesweit der jüngste auf so einem Posten. Zur Genforschung kam Krause durch eine Kombination von frühem Interesse und Pragmatismus: Als Kind interessierte er sich für Dinosaurier und Archäologie, damals verschlang er reihenweise "Was ist Was"-Bücher, die ihm Verwandte aus dem Westen geschickt hatten. Aber nach dem Abitur wollte er lieber "etwas mit Zukunft studieren", auch in finanzieller Hinsicht. Archäologie klang eher nach dem Gegenteil, Genforschung dagegen vielversprechend. Also schrieb er sich für Biochemie ein. Es war der Beginn einer Blitzkarriere.

Sie begann in Leipzig bei Svante Pääbo, einem schwedischen Mediziner und Biologen. Schon während des Studiums zog es Krause an das Institut des Schweden, der als Gründervater der Archäogenetik gilt. Ihm gelang es schon in den Achtzigerjahren, aus einer ägyptischer Mumie DNA zu extrahieren. Pääbo hat das Fach entscheidend vorangebracht und auch das Talent von Krause erkannt. "Ich habe damals mehr Zeit am Institut als in der Uni verbracht", erinnert sich Krause. In Leipzig arbeiteten die Forscher an der Entschlüsselung des gesamten Neandertaler-Gens. Nach einer Zwischenstation an der Universität Tübingen kam dann das Angebot aus Jena.

Dort arbeitet er an der Erforschung alter Erbsubstanz - sogenannter ancient DNA. Sie befindet sich in jeder Zelle unseres Körpers. In den Knochen kann sie auch nach dem Tod eines Menschen Zehntausende Jahre überdauern. Die Erbsubstanz in den menschlichen Resten gleicht einer Festplatte, aus der Forscher wertvolle Daten extrahieren können. Allerdings haben diese Gen-Festplatten nach Tausenden von Jahren häufig Schäden, Datenpakete sind gelöscht oder beschädigt. Die Kunst der Archäogenetiker besteht darin, die Erbinformationen zu sammeln, zu sortieren und auszulesen.

Die Erkenntnisse, die Krause und sein Team dabei aus alten Knochen ziehen, haben das Potenzial, ganze Generationen von Archäologen zu frustrieren. Ihre Analyse der menschlichen Erbsubstanz hat teils völlig neue Blicke auf die Vergangenheit ermöglicht und anerkannte Theorien über den Haufen geworfen. Wo sich Altertumsforscher über Interpretationen von Funden stritten, kann die Archäogenetik klare Antworten liefern oder ganz neue Fragen aufwerfen.

Vor einigen Wochen offenbarte eine Untersuchung des Instituts, dass die Knochen Hunderter Menschen in einem See im Himalaya teilweise von Europäern stammten. Eine völlig überraschende Erkenntnis, entsprechende archäologische Spuren hatte es nicht gegeben. Doch die Ergebnisse der Forscher aus Jena sind eindeutig.

Forscher aus Jena beim Aufbereitung alter DNA im Reinraum-Labor

Forscher aus Jena beim Aufbereitung alter DNA im Reinraum-Labor

Foto: Guido Brandt

"Kürzlich hat ein Archäologe auf einer Konferenz angesichts unserer Erkenntnisse eingeräumt, dass er falsch lag. Das gehört dazu", kommentiert Krause mit einer gehörigen Portion Understatement solche Erfolge.

Die Knochenlieferung aus Kroatien stammt au dem Cetina-Tal im Südosten des Landes und wird in den kommenden Tagen untersucht. Um an die DNA zu gelangen, reichen winzige Proben. Im Labor entnehmen die Forscher mit einem kleinen Bohrer rund 400 Milligramm Pulver aus den Knochen - etwa eine Messerspitze. Angereichert mit einer flüssigen Chemikalie schwimmen darin viele DNA-Schnipsel. Allerdings nicht nur die des Verstorbenen, sondern auch solche von Bakterien und Pilzen, die die Knochen befallen haben. Oder von Archäologen und Museumsmitarbeitern, die sie später berührten.

Damit die gesuchte DNA von unerwünschten DNA-Spuren getrennt werden kann, bedienen sich die Forscher eines Tricks: Sie spalten den Doppelstrang der Erbsubstanz auf und geben das Genmaterial heutiger Menschen dazu, dass fest an einen kleinen Träger angebracht ist. Die vier rezenten Basenpaare koppeln sich nun an die passenden Stellen im alten Erbgut. Der Rest, beispielsweise die Erbsubstanz von Pflanzen, kann einfach weggewaschen werden. In einem späteren Schritt lesen immer leistungsfähigere Sequenziermaschinen die DNA aus und vergleichen sie mit schon bekannten Proben.

Wenn Genforscher nachvollziehen wollen, wie sich der Mensch einst auf den Kontinenten ausgebreitet hat, dann schauen sie vor allem auf Mutationen in der sogenannten mitochondrialen DNA. Sie kommt in den Zellkraftwerken vor und wird nur von der Mutter vererbt. Über den Abgleich dieser Erbsubstanz und ihrer Mutationen können die Forscher Rückschlüsse über Verwandtschaftsverhältnisse ziehen. Über den Abgleich der archäologischen Fundplätze lassen sich dann Rückschlüsse auf die Wanderbewegungen von Menschen in unserer Vorgeschichte machen.

Die Daten zeigen beispielsweise, wie sich vor Tausenden Jahren anatolische Bauern in Europa ausbreiteten - und die Landwirtschaft mitbrachten. Zuvor hatten manche Archäologen angenommen, dass sich die bis dahin in Europa lebenden Menschen ihre landwirtschaftliche Technik in Anatolien abgeschaut hatten. Nun zeigte sich, dass sich die Bevölkerung in einem langen Prozess mit den Einwanderern vermischt hatte. Genetisch tragen viele von uns Spuren dieser Menschen in sich.

"Wir sind alle Migranten"

Solche Erkenntnisse passen nicht jedem. Und schon gar nicht in Krauses Heimat Thüringen, in dem die AfD mit ihrem Rechtsaußen Björn Höcke bei den letzten Wahlen mehr Stimmen als die CDU erhielt und zweitstärkste Kraft wurde. Krause mischt sich auch in aktuelle Gesellschaftsdebatten ein und legt bei Diskussionen seine Daten auf den Tisch. Nach der Flüchtlingswelle vor einigen Jahren verkündete er, dass Migration schon vor Tausenden Jahren Teil der europäischen Kultur gewesen sei. "Wir sind alle Migranten", war der Titel eines Interviews im SPIEGEL.

Erst kürzlich beteiligte er sich mit anderen Wissenschaftlern an der "Jenaer Erklärung".  Darin distanzierten sich Krause von dem aus Jena stammenden Evolutionsbiologen Ernst Haeckel und dem Begriff der Rasse. Haeckel hatte im 19. Jahrhunderts mit seiner Anordnung von Menschenrassen in einem Stammbaum zum Rassismus beigetragen.

Über die Jenaer Erklärung schrieb jemand bei Twitter, es sei lachhaft, wer sich heutzutage Wissenschaftler nennen dürfe. Krause wird das auch in Zukunft nicht davon abhalten, die Ergebnisse seiner Forschung in die Gesellschaft zu tragen. "Wir zeigen nur die Datenlage", sagt er. "Die Gene lügen nicht."

Anmerkung der Redaktion: In einer früheren Version des Textes war von zwei Leibniz-Instituten die Rede. Inzwischen befinden sich in Jena drei. Wir haben den Fehler korrigiert.

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